[发明专利]一种防酸性腐蚀的铜覆钢接地棒及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备领域，特别是一种防酸性腐蚀的铜覆钢接地棒及其制造方法。

背景技术

电力输送设备为了防止触电及其他一些电力事故，需要使用接地棒接地，在野外环境中，接地棒容易受到酸雨、土壤中酸性物质等酸环境的腐蚀，为了应对这种情况，现有技术，如申请号为200820120552的中国专利、申请号为201420090900的中国专利，中均使用了铜覆钢接地棒，但是铜覆钢接地棒的防腐蚀能力依然不足，仅仅是利用金属铜本身的稳定性来抵抗酸性腐蚀，尤其是当微薄的铜层被腐蚀出现缺口后，露出的钢铸内芯会以极快的速度被腐蚀殆尽，即一旦铜层出现缺口，则整根铜覆钢接地棒失去了使用价值。

发明内容

本发明所要达到的目的是提供一种防酸性腐蚀的铜覆钢接地棒，可有效提高接地棒的防酸性腐蚀能力，延长使用寿命。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种防酸性腐蚀的铜覆钢接地棒，包括钢铸内芯，内芯外设有铜层，铜层完全覆盖内芯，铜层内设有间隔层，间隔层与内芯隔绝，间隔层内设有碳酸氢钠，铜层设有注入孔，注入孔连通间隔层与铜层外，注入孔内设有铜棒，铜棒封闭注入孔，铜棒凸出于铜层外，铜层侧面覆盖有氧化铜层。

本发明提供的接地棒具有较强的防酸性腐蚀的能力，理由如下，接地棒侧面覆盖有稳定性很高的氧化铜层，有效保护其内的铜层，当氧化铜层被腐蚀殆尽，进而铜层表面被腐蚀出缺口后，间隔层与外界连通，间隔层内的碳酸氢钠一般为粉末状，也可以是结晶，即总体含水率极低，此时间隔层内的碳酸氢钠可有效与酸性物质反应，降低铜被进一步腐蚀的可能，且水分进入间隔层内后，水、碳酸氢钠和铜共同反应，逐渐在间隔层的内表面形成一层氧化铜保护膜，当表层的铜被磨蚀殆尽后，可继续保护内层的铜不被腐蚀。在例行检查时，若发现间隔层内的碳酸氢钠已有参与反应的迹象时，可实时观测，当碳酸氢钠消耗殆尽后，可通过铜棒凸出的部分拔出铜棒，然后通过注入孔重新注入碳酸氢钠作为补充。氧化铜虽然有一定的导电性，但与铜、铁的导电率相差极大，因此氧化铜层还可以在一定程度上降低触电事故的发生概率。

进一步的，所述铜层设有若干间隔层，相邻间隔层间设有一个通孔，通孔连通相邻的间隔层，所有通孔的孔径相同，所有通孔同轴设置，通孔与注入孔的孔径相同，通孔与注入孔同轴，通过一层一层地设置间隔层，表层的铜被磨蚀殆尽后，下一层铜成为新的表层的铜，下一层铜上的通孔成为新的注入孔，大大延缓接地棒被完全腐蚀的速度。

进一步的，所述铜层的厚度为1mm-3mm，根据间隔层的层数，总厚度在1mm-3mm，厚度越厚，表层铜的直径越大，单位厚度消耗的铜越多，间隔层少则防腐蚀能力下降，1mm-3mm可在经济性与防腐蚀能力间取得平衡。

进一步的，间隔层内设有若干支撑柱，支撑柱与间隔层两侧为一体结构，除了提高强度外，使间隔层两侧的铜相互导通，降低接地棒的电阻。

进一步的，所述内芯的直径为8mm-16mm，与铜层共同形成10mm-22mm的接地棒，以适应不同的使用环境。

本发明同时公开了一种防酸性腐蚀铜覆钢接地棒的制造方法，包括下述顺序的步骤，(A)取钢铸内芯并记录直径，在内芯表面涂覆一层铜，确保铜完全覆盖内芯，并记录该层铜涂层的厚度；(B)在(A)步骤涂覆的铜上涂覆一层铅，确保铅涂层两端露出其下的铜涂层，并记录铅涂层在铜层上涂覆的范围；(C)在金属棒的表面再次涂覆一层铜涂层，涂覆铜时用铜填充铅涂层未覆盖的部分；(D)根据当前金属棒直径、内芯直径、(A)步骤的铜涂层厚度，在金属棒上钻取通孔，通孔延伸至(A)步骤的铜涂层表面为止；(E)使用328℃-1082℃的热源加热金属棒，直至金属棒内的铅从通孔流尽，铅流尽后形成的空隙为间隔层，通孔于金属棒表面连通至间隔层的部分为注入孔；(F)冷却金属棒后，通过注入孔向间隔层内注入碳酸氢钠；(G)使用铜棒插入注入孔和/或通孔，铜棒与注入孔和/或通孔过盈配合；(H)在金属棒侧面使用铜氧化剂形成一层氧化铜层。

(A)步骤后再次测量金属棒的直径，然后减去内芯的直径后除以2即可得到(A)步骤中铜涂层的厚度。使用328℃-1082℃的热源加热金属棒后，由于熔点的差异，铜层、钢铸内芯均保持固态，而铅转为液态，从而可通过通孔流出。制取氧化铜层时，使用的铜氧化剂可以是过氧化氢(双氧水)或其他可使铜转为氧化铜的氧化剂。